电力系统故障的类型及发生的原因

电力系统故障的类型及发生的原因

摘要：由各级电压的电力线路将一些发电厂,变电所和电力用户联系起来的一个发电，输电，变电，配电和用电的整体，称为电力系统。电力系统故障类型主要有短路故障，断相故障，复杂故障以及自然灾害引起的故障。

关键字：短路故障断相故障复杂故障自然灾害冻雨电力故障

1 短路故障

短路就是指不同点位的导电部分包括导电部分对地之间的地阻性短接。

1）造成短路的主要原因：是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣，绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备质量合格，绝缘合乎要求而被过电压（包括雷电过电压）击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路；工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作，或者误将低压设备接入较高电压的电路中，也可造成短路；鸟兽（包括蛇，鼠等）跨越在裸露的相线之间或者相线与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘，也是导致短路的一个原因。

2）短路的后果：短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对电力系统造成极大危害。短时要产生很大的电动力和很高的温度，而是故障原件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故；短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常工作；短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大，造成的损失越大；严重的短路电流要影响电力系统运行的稳定性，可是并列运行的发电机组

失去同步造成系统解列；不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变电磁场，对附近的通信设备，电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至是使发生误动作。

3）短路的形式：

2断相故障

断相故障：电力系统一相断开或俩相断开的情况，属于不对称性故障。断相种类：一相断开俩相断开

3复杂故障

复杂故障: 电力系统的不同地点（俩处或俩处以上）同时发生不对称故障的情况.

4 自然灾害引起的故障

除以上三种故障外，自然灾害（泥石流，洪水，冻雨等）对电力系统危害也很大，这里主要谈一下冻雨对电力系统造成的危害。冻雨既非固态的降水又不同于一般水滴，而是一种过冷却水滴（温度低于0℃）它在温度略低于0℃的空气中能够保持过冷状态，其外观同一般雨滴相同，当它落到温度为0℃以下的物体上时，立刻冻结成外表光滑而透明的冰层。在我国南方特别是西南地区，冻雨并非一种罕见的天气现象。它是冷暖气团交汇并达到特定的气温条件时所形成的一种特别的降水形式，当较强的冷空气南下遇到暖湿气流时，冷空气重而暖空气轻所以冷空气位于暖空气之下即锋面系统，在垂直方向上形成逆温即近地面冷气团控制区温度低，高空暖气团控制区温度较高，再往更高处温度又随海拔的升高而降低。在满足水汽和凝结核的条件下形成冻雨温度需要达到下列要求：近地面约2000米左右的空气层温度稍低于0℃；约2000米至4000米的空气层温度高于0℃，比较暖一点；再往上一层又低于0℃，这样的大气层结构，使得上层云中的过冷却水滴、冰晶和雪花，掉进比较暖一点的气层，都变成液态水滴。再向下掉，又进入不算厚的冻结层。当它们随风下落，已经以过冷却的形式接触到冰冷的物体，便立即凝结成冰，即滴水成冰。而冻雨区向北2000米至4000米温度低于0℃，雪花不会融化于是降落到地面形成降雪冻雨区向南近地面的温度又高于零度，雨水又不会过冷

却，因此形成普通的降水。因此也就形成的我国自北向南的这三种降水形式。

具体来讲我国北方的冷空气经华北南下越过长江，在长江以南呈扇型展开，并继续南下。当扇型冷空气的西南翼到达南北走向的横断山脉时，受高山阻隔，在山脉以东的广大区域内不断堆积，于是在云、贵、川、桂，包括湖南西部的地面和低空，形成冷气团。每到冬季，这一区域同时还受到来自孟加拉湾暖湿气流的影响，这股气流在越过横断山脉后，与冷气团相遇便覆盖在冷气团之上上，形成锋面天气系统，而今年南下强冷空气滞留在长江以南。来自孟加拉湾暖气流也是异常强大，暖气流抵达我国长江以南，遭遇北方的强冷空气后，南北两强各不相让，滞留在我国南方，形成了一场近一个月的拉锯战。实际上就如同我国江南地区的梅雨一样，这个锋面系统既不是冷锋也不是暖锋而是形成了准静止锋。因此造成了我国持续的大范围冰雪天气。同样由于冷暖气团都很强大，所以垂直上温差也比较大，这就给冻雨的形成也提供了良好的条件，范围大、持续时间长最终导致其成为了灾害性天气。

冻雨在碰到树枝、电线、或地面上时，就会在这些物体上冻结成外表光滑、晶莹透明的一层冰壳，有时边冻边淌，象一条条冰柱。这种冰层在气象学上又称为“雨凇”。冻雨落在电线、树枝、地面上，随即结成外表光滑的一层薄冰，有的是如同冰糖葫芦的糖衣一样将附着物包裹起来，有的则是边流动边冻结，结果便制造出一串串钟乳石

似的冰柱、冰穗（俗称“冰挂”），它们晶莹透亮，如同冰雕一般可以说是大自然的一大奇观，煞是好看！可惜的是，雨凇并没有像它的亲戚雾凇一样成为人们欣赏的一大奇观，而是成为了灾害，雨凇与雾凇的区别简而言之雨凇是由雨滴凝结而成的，而雾凇则是由水汽凝华而成。在密度上雨凇可以达到0.85克/立方厘米，而雾凇只有0.25克/立方厘米,对于附着物的压力远远大于雾凇。雨凇与地表水的结冰也有明显不同，雨凇边降边冻，能立即粘附物体的外表而不流失，形成越来越厚的坚实冰层，从而使物体负重加大。其特性使其在电力、农业、交通等方面造成比较严重的影响。

雨凇最大的危害是使供电线路中断，雨凇使高压线的钢塔可能会承受10－20倍的电线重量，在两个钢铁之间的电线上所凝结的冰的重量可以达到数吨之重，电线结冰后，遇冷收缩，加上风吹引起的震荡和雨凇重量的影响，能使电线和电话线不胜重荷而被压断，几公里以致几十公里的电线杆成排倾倒，造成输电、通讯中断，严重影响当地的工农业生产。

以下是我国冻雨对电力影响的大致表：

以下是几种消除输电线上的冰块及冻雨预防的措施：1 短路融冰的原理